《2.5波的干涉與衍射》作業(yè)設計方案

《2.5波的干涉與衍射》作業(yè)設計方案一、作業(yè)目標1、讓學生理解波的干涉和衍射現(xiàn)象的概念、條件和特點。2、能夠識別生活中波的干涉和衍射現(xiàn)象，并能用所學知識解釋。3、提高學生運用波的干涉和衍射原理解決簡單問題的能力。二、作業(yè)內(nèi)容1、基礎概念理解-簡答題-用自己的話簡述波的干涉現(xiàn)象是什么，產(chǎn)生干涉現(xiàn)象需要滿足哪些條件呢？-波的衍射現(xiàn)象又是什么樣的呢？哪些因素會影響波的衍射現(xiàn)象呢？-概念辨析-判斷下列說法是否正確：只要兩列波相遇就會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。（說明理由）-當障礙物尺寸比波長大很多時，一定不會發(fā)生衍射現(xiàn)象。（說明理由）2、現(xiàn)象識別與解釋-在生活中找出三個波的干涉現(xiàn)象和三個波的衍射現(xiàn)象的實例，并用所學知識解釋這些現(xiàn)象產(chǎn)生的原理。3、簡單計算與分析-有兩列相干波源，它們發(fā)出的波在某一點P疊加，兩列波在P點的振動方程分別為y1=A1sin(ωt+φ1)，y2=A2sin(ωt+φ2)，如果A1=3cm，A2=4cm，φ1=0，φ2=π/2，求P點的合振動方程。-已知一列波的波長為λ，當它通過一個寬度為d的狹縫時發(fā)生衍射現(xiàn)象，若要使衍射現(xiàn)象更明顯，是應該增大d還是減小d呢？（解釋原因）4、創(chuàng)意作業(yè)-制作一個簡單的波動演示器（可以用繩子、彈簧等簡單材料）來演示波的干涉或者衍射現(xiàn)象，并且錄制一個小視頻，在視頻里講解你演示的現(xiàn)象以及用到的原理。三、作業(yè)要求1、對于基礎概念理解部分，要求答案準確簡潔，概念辨析要能清楚闡述理由。2、現(xiàn)象識別與解釋部分，實例要常見且解釋合理。3、簡單計算與分析部分，計算要準確，分析要有理有據(jù)。4、創(chuàng)意作業(yè)部分，要求演示器能夠較好地演示相關現(xiàn)象，視頻講解清晰明了。四、作業(yè)評價1、評價標準-基礎概念理解部分：概念闡述準確得滿分，存在小錯誤酌情扣分。-現(xiàn)象識別與解釋部分：實例合理且解釋正確每個得相應分數(shù)，不合理或解釋錯誤不得分。-簡單計算與分析部分：計算正確、分析合理得滿分，計算錯誤或分析不到位酌情扣分。-創(chuàng)意作業(yè)部分：根據(jù)演示效果、講解清晰度等綜合打分。2、評價方式-教師批改作業(yè)給出評價。-在課堂上選取部分創(chuàng)意作業(yè)進行展示和同學互評。五、作業(yè)反饋1、請學生在作業(yè)后注明哪些部分比較難理解或者完成起來有困難。2、教師根據(jù)學生反饋調(diào)整教學內(nèi)容或者對個別學生進行輔導。答案：1、基礎概念理解-簡答題-波的干涉現(xiàn)象是兩列頻率相同、振動方向相同、相位差恒定的波相遇時，某些區(qū)域的振動始終加強，某些區(qū)域的振動始終減弱，并且振動加強和振動減弱的區(qū)域互相間隔的現(xiàn)象。產(chǎn)生干涉現(xiàn)象需要滿足的條件是兩列波頻率相同、振動方向相同、相位差恒定。-波的衍射現(xiàn)象是波在傳播過程中，遇到障礙物或小孔時，能夠繞過障礙物或小孔的邊緣繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。影響波的衍射現(xiàn)象的因素有障礙物或小孔的尺寸與波長的相對大小，當障礙物或小孔的尺寸比波長小或相差不多時，衍射現(xiàn)象明顯。-概念辨析-錯誤。兩列波相遇不一定會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，只有滿足頻率相同、振動方向相同、相位差恒定這三個條件才會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。-錯誤。當障礙物尺寸比波長大很多時，只是衍射現(xiàn)象不明顯，但不是一定不會發(fā)生衍射現(xiàn)象。2、現(xiàn)象識別與解釋-波的干涉現(xiàn)象實例：-水面上兩列頻率相同的水波相遇時，會出現(xiàn)有的地方水面起伏大（振動加強），有的地方水面起伏?。ㄕ駝訙p弱）的現(xiàn)象。原理是兩列水波滿足干涉條件，在相遇區(qū)域產(chǎn)生干涉，疊加后形成振動加強和振動減弱的區(qū)域。-雙縫干涉實驗中，光通過兩條狹縫后在光屏上形成明暗相間的條紋。這是因為光具有波動性，兩列光滿足干涉條件，在光屏上疊加形成干涉條紋。-兩個相同的音叉在同一空間發(fā)聲，在某些位置聽到聲音強（振動加強），在某些位置聽到聲音弱（振動減弱）。這是因為兩列聲波產(chǎn)生了干涉。-波的衍射現(xiàn)象實例：-水波通過窄縫時，在縫后會擴散開來，這是因為水波的波長與縫寬相比不能忽略，發(fā)生了衍射現(xiàn)象。-聲音在傳播過程中，能繞過障礙物傳播，比如在墻角能聽到另一邊傳來的聲音，這是因為聲波的波長較長，遇到障礙物時發(fā)生了衍射。-光通過窄縫（小孔徑）時，會在屏幕上形成明暗相間的條紋（泊松亮斑），這表明光發(fā)生了衍射現(xiàn)象，因為光的波長雖然很短，但當縫（孔）足夠小時，光也能發(fā)生衍射。3、簡單計算與分析-根據(jù)合振動公式y(tǒng)=y1+y2=Asin(ωt+φ)，其中A=sqrt(A12+A22+2A1A2cos(φ2-φ1))，將A1=3cm，A2=4cm，φ1=0，φ2=π/2代入可得：A=sqrt(32+42+2×3×4×cos(π/2-0))=5cm，tanφ=A2sin(φ2)/(A1+A2cos(φ2))=4/3，所以φ=arctan(4/3)，則P點的合振動方程為y=5sin(